半导体激光自混合干涉加速度计测试技术研究

发布时间：2020-03-22 21:10

【摘要】：加速度计作为惯性导航、精确制导装置中关键的惯性测试器件,被广泛地应用于汽车驾驶、无人机、弹道导弹、航天飞机、军舰轮船等领域的惯性导航系统中。加速度计性能的优劣将对整个系统最终呈现的精度效果起到非常重要的影响,因此需要在完全合格的测试环境下,利用极其稳定且高效的测试装置和测试方法对加速度计的各项性能参数进行严谨的测试分析,以保证所制造的加速度计的产品质量。激光自混合干涉是近年来渐渐兴起的一项光学精密测量技术,利用该技术所研制的激光自混合干涉装置凭借其结构简单紧凑、测量精度高、易于准直以及非接触性测量等优势,被广泛应用于航空航天、汽车导航、安全生产等测量领域,真正起到了减少应用成本,提高生产效率的实际效果,因此将自混合干涉装置应用于加速度计测试研究工作,将大大提高测试的效率,同时降低测试的成本。本文提出了一种基于激光自混合干涉装置的加速度计测试系统,将自混合干涉系统的外腔反射靶面和待测加速度计均固定于一个激振器振动端,根据不同的振动频率,分别采用条纹计数法或贝塞尔函数零值法从自混合干涉信号中解调加速度信息。通过对商用加速度计多组测试,得到利用该系统所测试的加速度计灵敏度约为24.33mV/g,该测试结果与加速度计制造商所给出的灵敏度参数相对比具有良好的一致性。在此研究基础上,本文进一步提出了一种改进型自混合干涉测试系统,将反射式衍射光栅集成到传统的自混合干涉装置中,结合光栅多普勒效应,设计了一款自混合光栅干涉加速度计测试系统。较传统的自混合干涉测试系统而言,激光自混合光栅干涉减小了光源频率涨落对测试结果的影响,增强了测试系统对外界环境的抗干扰能力,提高了该系统的实用价值,并对国际标准组织所规定的测试方法进行了适应性修改,最终通过对商用加速度计多组测试,结果表明该系统所测得加速度计灵敏度更加逼近于加速度计制造商所给出的灵敏度标准参数24.20mV/g,实验中利用测试系统测得的灵敏度最小误差可达到0.02mV/g,体现出良好的系统测试性能和测试精度。而且,该装置将测量的最小基准单元由原先的半个波长转化成固定的光栅栅距,提高了该系统投入到实际应用领域的可能性,体现出潜在的应用前景和使用价值。
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第１章绪论测试，可以得到相应的系统信息，使用振动台对加速度计进行测和应用，基于振动台对加速度计进行测试的装置主要分为两种。逡逑束干涉测试装置逡逑克耳逊双光束干涉仪作为测试装置对加速度计进行性能测试。如光干涉系统中目标反射镜与被测加速度计固定，目标反射镜、参中心点保持在同一准直线上，，目标反射镜能相对于分光镜移动，臂；参考反射镜与分光镜间角度和距离可调整，形成固定长度的置主要应用于国家级计量机构（中国计量科学研宄院）等科研组织，装置，测试效果精确，可实现非接触式测量等优势，但测试装置相对较高，不易投入到商业市场中。逡逑—一逦

干涉指的是在激光应用装置中，当激光器输出的光束一部分携带外部运动物体信息的光束返回到激光器内而对激光器的输出功率进行了调制。因为产生的自混信号具有相似之处，所以就被称之为自混合干涉效采用激光作为光源的干涉装置，激光自混合千涉装置场间的相互作用而产生的一种单光束的自混合干涉传统的三镜腔模型等效建立出激光自混合干涉系统，混合干涉的功率，频率变化进行了理论分析，同时对进行了仿真，为接下来利用自混合千涉装置测试加速涉系统理论模型逡逑Ｍ３逡逑
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH824.4

【参考文献】

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1 杨黎薇;周正华;;基于激光干涉的强震动加速度计绝对校准试验[J];地震研究;2013年01期

2 吕亮;黄样;俞本立;;基于激光自混合干涉效应的悬臂梁振动特性[J];中国激光;2012年02期

3 周荣华;加速度计灵敏度校准方法的研究[J];汽车科技;2005年04期

4 张勇,姚建铨,王鹏,禹延光;LD泵浦单模绿光激光器自混合干涉效应的研究[J];光电子·激光;2003年07期

5 莫太平,许川佩,李智;加速度计自动测试系统[J];计算机自动测量与控制;2002年10期

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1 王波;液浮摆式加速度计测试系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

2 黄平;加速度计数据采集与数据库管理系统开发技术[D];四川大学;2005年

本文编号：2595628